(a) com base na teoria da ligação de valência e na hibridização dos orbitais, explique por que outros elementos do Grupo 14 raramente formam ligações duplas.

Passo 1

Beleza, o que o exercício pede é: “Usando a teoria da ligação de valência (VBT) e o conceito de hibridização de orbitais, explique por que elementos do Grupo 14 (tipo Si, Ge, Sn, Pb) quase nunca fazem ligações duplas.”
Matéria: Química Inorgânica – Teoria da Ligação de Valência e Hibridização.
O que vamos precisar:
  • Entender como VBT descreve σ- e π-ligações;
  • Saber o que é hibridização (sp, sp²) e quanta energia isso exige;
  • Ver como o tamanho e a difusão dos orbitais afetam a formação de π-ligações.

Passo 2

Primeiro, lembra da VBT:
  • A ligação dupla é feita de uma σ (sigma) + uma π (pi).
  • σ é formada pelo “cara a cara” (overlap frontal) de orbitais híbridos (ex: sp²).
  • π vem do “lado a lado” de orbitais p puros.
    Para ter uma π forte, você precisa de dois orbitais p pequenos e bem próximos, que se sobreponham legal.

Passo 3

Agora hibridização e energia:
  • Para formar sp² (que dá a geometria trigonal e a σ da dupla) o átomo tem que promover um elétron e misturar orbitais s e p.
  • Em C isso é tranquilo: a diferença de energia entre 2s e 2p é razoável, gasta pouca energia para promover e hibridizar.
  • Em Si, Ge etc, a diferença entre ns e np aumenta e o orbital é maior, mais difuso. Então promover elétron + hibridizar dá trabalho demais, fica pouco vantajoso.

Passo 4

Tamanho e difusão dos orbitais p:
  • Em carbono, 2p é compacto, overlap eficiente → π‐ligação estável.
  • Em silício (3p), germânio (4p), estanho (5p) e chumbo (6p), o orbital é bem mais diffuso.
  • Overlap lateral (“lado a lado”) fica fraquinho; π-ligação fraca se desfaz fácil.
    Resultado: esses átomos preferem ficar só com ligações simples σ (sp³) ou até usar orbitais d vazios para expandir coordenação, mas não pegam bem em dupla.

Resposta

Elementos do Grupo 14 abaixo do carbono não formam ligações duplas porque:
  1. A hibridização necessária (sp²) é energeticamente cara para orbitais maiores e mais afastados;
  2. Seus orbitais p são difusos, gerando overlap lateral muito fraco e, portanto, π-ligações instáveis.

Exercícios relacionados